Predviđanje različito eksprimiranih mikroRNA u krvi kao potencijalnih biomarkera za Alchajmerovu bolest meta-analizom i adaptivnim pojačivačem ansambl učenja.
Alzheimer's research & therapy
Sažetak istraživanja
Pozadina MikroRNK koje cirkulišu u krvi koje su specifične za Alchajmerovu bolest (AD) mogu se identifikovati iz različito eksprimiranih mikroRNK (DEmiRNA). Međutim, nereproducibilni i nekonzistentni izvještaji o DEmiRNA ometaju razvoj biomarkera. Najpouzdanije DEmiRNA mogu se identificirati meta-analizom. Kako bismo obogatili skup DEmiRNA za potencijalne AD biomarkere, koristili smo metodu mašinskog učenja nazvanu adaptivno pojačavanje za miRNA asocijaciju bolesti (ABMDA) kako bismo identificirali kvalifikovane kandidate koji dijele slične karakteristike sa DEmiRNA identificiranim iz meta-analize. Ova studija je imala za cilj da identifikuje DEmiRNA koje cirkulišu u krvi kao potencijalne AD biomarkere proširenjem meta-analize pomoću ABMDA metode učenja ansambla.
Metode Studije o DEmiRNA i njihovim disregulacijskim stanjima potkrijepljene su jedna s drugom meta-analizom zasnovanom na modelu slučajnih efekata. DEmiRNA identificirane meta-analizom prikupljene su kao pozitivni primjeri miRNA-AD parova za učenje ABMDA ansambla. ABMDA je identificirala slične DEmiRNA prema skupu unaprijed definiranih kriterija. Biološki značaj svih rezultirajućih DEmiRNA određen je njihovim ciljnim genima prema analizama obogaćivanja puteva. Ciljni geni zajednički i za DEmiRNA identificirane meta-analizom i ABMDA-identificirani su kako bi se konstruirala mreža za istraživanje njihovih bioloških funkcija.
Rezultati Sistematska pretraga baze podataka pronašla je 7841 studiju za opsežnu meta-analizu, koja pokriva 54 nezavisna poređenja 47 studija diferencijalne miRNA ekspresije, i identifikovala 18 pouzdanih DEmiRNA. Učenje ABMDA ansambla provedeno je na osnovu rezultata meta-analize i baze podataka o bolestima ljudskih mikroRNA, koja je identificirala 10 dodatnih DEmiRNA povezanih s AD. Ovih 28 DEmiRNA i njihovi disregulirani putevi bili su povezani s neuroinflamacijom. Disregulirani put vezan za ponovni ulazak u neuronski ćelijski ciklus (CCR) bio je jedini statistički značajan put DEmiRNA identificiranih ABMDA. U biološkoj mreži konstruisanoj od 1865 zajedničkih ciljnih gena identifikovanih DEmiRNA, sistem višestrukih jezgara ubikvitin-proteasom, koji je uključen u neuroinflamaciju i CCR, bio je visoko povezan.
Zaključak Ova studija je identifikovala 28 DEmiRNA kao potencijalne AD biomarkere u krvi, meta-analizom i učenjem ABMDA ansambla u tandemu. DEmiRNA identificirane meta-analizom i ABMDA bile su značajno povezane s neuroinflamacijom, a ABMDA identificirane DEmiRNA bile su povezane s neuronskim CCR.
Prikaži originalni naslov i sažetak na engleskom
Prediction of differentially expressed microRNAs in blood as potential biomarkers for Alzheimer's disease by meta-analysis and adaptive boosting ensemble learning.
Background Blood circulating microRNAs that are specific for Alzheimer's disease (AD) can be identified from differentially expressed microRNAs (DEmiRNAs). However, non-reproducible and inconsistent reports of DEmiRNAs hinder biomarker development. The most reliable DEmiRNAs can be identified by meta-analysis. To enrich the pool of DEmiRNAs for potential AD biomarkers, we used a machine learning method called adaptive boosting for miRNA disease association (ABMDA) to identify eligible candidates that share similar characteristics with the DEmiRNAs identified from meta-analysis. This study aimed to identify blood circulating DEmiRNAs as potential AD biomarkers by augmenting meta-analysis with the ABMDA ensemble learning method.
Methods Studies on DEmiRNAs and their dysregulation states were corroborated with one another by meta-analysis based on a random-effects model. DEmiRNAs identified by meta-analysis were collected as positive examples of miRNA-AD pairs for ABMDA ensemble learning. ABMDA identified similar DEmiRNAs according to a set of predefined criteria. The biological significance of all resulting DEmiRNAs was determined by their target genes according to pathway enrichment analyses. The target genes common to both meta-analysis- and ABMDA-identified DEmiRNAs were collected to construct a network to investigate their biological functions.
Results A systematic database search found 7841 studies for an extensive meta-analysis, covering 54 independent comparisons of 47 differential miRNA expression studies, and identified 18 reliable DEmiRNAs. ABMDA ensemble learning was conducted based on the meta-analysis results and the Human MicroRNA Disease Database, which identified 10 additional AD-related DEmiRNAs. These 28 DEmiRNAs and their dysregulated pathways were related to neuroinflammation. The dysregulated pathway related to neuronal cell cycle re-entry (CCR) was the only statistically significant pathway of the ABMDA-identified DEmiRNAs. In the biological network constructed from 1865 common target genes of the identified DEmiRNAs, the multiple core ubiquitin-proteasome system, that is involved in neuroinflammation and CCR, was highly connected.
Conclusion This study identified 28 DEmiRNAs as potential AD biomarkers in blood, by meta-analysis and ABMDA ensemble learning in tandem. The DEmiRNAs identified by meta-analysis and ABMDA were significantly related to neuroinflammation, and the ABMDA-identified DEmiRNAs were related to neuronal CCR.
Izvorni podaci
- DOI
- 10.1186/s13195-021-00862-z
- PMID
- 34243793
- PMCID
- PMC8272278
- Provjereno
- 2026-07-26
Naslov i sažetak prevedeni su automatski i prijevod može sadržavati netačnosti ili neprecizne stručne izraze. Za sve detalje, citiranje i medicinsko tumačenje pregledajte originalnu englesku verziju članka. Ne donosite zdravstvene odluke samo na osnovu ovog prijevoda.
Pregledaj originalni članak na engleskom